CN117662429B - 一种具有冷却系统的无油空压机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应用于空气压缩技术领域的一种具有冷却系统的无油空压机，可在一级压缩舱和二级压缩舱外形成循环的水冷却，有效辅助现有技术中的风冷或空气冷却，从而有效提高冷却效率，同时通过开凿引气口，并配合引气组件的设置，可保证压缩空气不泄漏的情况下，利用压缩的空气的气压使引气组件呈现呼吸式的膨胀‑复位过程，进而可在无额外外力作用下，实现冷却水在降温水环内的循环，可快速带走压缩空气携带的热量，可进一步提高冷却效率，使受到压缩时空气的温度不易过高，进而有效保证空气压缩效率。

Description

一种具有冷却系统的无油空压机

技术领域

本发明涉及的一种无油空压机，特别是涉及应用于空气压缩领域的一种具有冷却系统的无油空压机。

背景技术

无油空气压缩机的核心是出众的二级压缩主机。空气由进气管进入压缩机内，电机的转动，使活塞往返运动，把空气压缩，使压力气体由出气口通过高压软管打开单向阀进入储气罐。由于空气压缩过程中，其会升温，而升温会导致空气扩散膨胀，会影响空气压缩效率。

为解决上述问题，中国发明专利CN104776010B说明书公开了《一种无油活塞式空压机的内冷却装置》，该专利通过与曲轴箱内通过转动控制活塞往复的曲轴同轴的散热风扇，加快曲轴箱附近空气的流动速度，实现对空压机的高效空气冷却。

然而上述方式中，仅仅通过风冷或空气冷却的方式对曲轴箱上压缩舱内温度的冷却效果有限，尤其是相对大型的空压机来说，冷却效果远远不够，导致空气压缩效率受到较大的影响。

发明内容

针对上述现有技术，本发明要解决的技术问题是风冷或空气冷却的方式冷却效果有限，易影响空气压缩效率。

为解决上述问题，本发明提供了一种具有冷却系统的无油空压机，包括储气罐，储气罐上端固定连接有承载台，承载台上安装有电机，电机通过皮带轮组件与曲轴活塞组件的转动轴连接，曲轴活塞组件的转动轴远离曲轴活塞组件的一端安装有散热风扇，散热风扇的出风端正对曲轴活塞组件，承载台上端还固定连接有曲轴活塞组件，曲轴活塞组件左右两斜面端分别固定连接有一级压缩舱和二级压缩舱，一级压缩舱和二级压缩舱之间以及二级压缩舱和储气罐之间均固定连接有输气管，一级压缩舱上设置有进气口，一级压缩舱和二级压缩舱外端均固定连接有多个散热铝片，承载台上端设有冷却系统，冷却系统包括固定连接在承载台上端的冷却水箱、多个分别嵌设在相邻两个环状的散热铝片之间的降温水环以及固定连接在相邻两个降温水环之间的换液支管，环状的降温水环上开凿有缺口，换液支管贯穿缺口，一级压缩舱和二级压缩舱与冷却水箱上均连接有导液管。

在上述具有冷却系统的无油空压机中，通过冷却系统的设置，可在一级压缩舱和二级压缩舱外形成循环的水冷却，配合现有技术中的风冷或空气冷却的方式，大幅度提高冷却效率，使受到压缩时空气的温度不易过高，进而有效保证空气压缩效率。

作为本申请的进一步改进，冷却水箱内盛放有冷却水，冷却水箱上端还固定连接有两个管口，两个管口通过带有水泵的管道与外界相通，通过两管口实现冷却水在冷却水箱内循环。

作为本申请的进一步改进，降温水环为弹性密封结构，换液支管为硬质定型结构，冷却水箱内安装有液位传感器。

作为本申请的又一种改进，降温水环包括朝向外侧的外弧环层以及固定连接在外弧环层上下边缘之间的内气变环层，内气变环层与一级压缩舱外表面相互贴附，且冷却水通过导液管进入降温水环内并饱和。

作为本申请的又一种改进的补充，外弧环层为硬质结构，内气变环层为弹性密封结构，且外弧环层的最小内径小于环形散热铝片的内径。

作为本申请的又一种改进的补充，一级压缩舱靠近进气口的外端开凿有引气口，一级压缩舱外还设有引气组件，引气组件与引气口相通，引气组件包括多个分别与多个降温水环对应的引气环片以及多个分别固定连接在相邻两个引气环片之间的导气管，导气管的两端分别固定贯穿对应的降温水环，且引气口与最上方的引气环片相通。

作为本申请的又一种改进的补充，导气管为硬质定型结构，引气环片为弹性密封结构，且引气环片上下边缘之间的距离小于降温水环上下边缘之间的距离。

综上，通过冷却系统的设置，可在一级压缩舱和二级压缩舱外形成循环的水冷却，有效辅助现有技术中的风冷或空气冷却，从而有效提高冷却效率，同时通过开凿引气口，并配合引气组件的设置，可保证压缩空气不泄漏的情况下，利用压缩的空气的气压使引气组件呈现呼吸式的膨胀-复位过程，进而可在无额外外力作用下，实现冷却水在降温水环内的循环，可快速带走压缩空气携带的热量，可进一步提高冷却效率，使受到压缩时空气的温度不易过高，进而有效保证空气压缩效率。

附图说明

图1为本申请第一种实施方式的左侧视立体图；

图2为本申请第一种实施方式的右侧视立体图；

图3为本申请第一种实施方式的曲轴活塞组件箱以及压缩舱部分的立体图；

图4为本申请第一种实施方式的一级压缩舱外搭载冷却系统时的正面图；

图5为本申请第一种实施方式的一级压缩舱外搭载冷却系统时的截面图；

图6为本申请第二种实施方式的中冷却系统图；

图7为本申请第二种实施方式的一级压缩舱引气口处的径向截面图；

图8为本申请第二种实施方式的一级压缩舱内空气受到压缩时引气口处的径向截面图；

图9为本申请第二种实施方式中一级压缩舱上引气口处纵向部分的截面图；

图10为本申请第二种实施方式中一级压缩舱内空气受到压缩时引气口处纵向部分的截面图。

图中标号说明：

1储气罐、2承载台、3电机、4散热风扇、5曲轴活塞组件、61一级压缩舱、62二级压缩舱、8冷却系统、81冷却水箱、82降温水环、83换液支管、801散热铝片、821外弧环层、822内气变环层、901引气口、902引气环片、903导气管。

具体实施方式

下面结合附图对本申请的两种实施方式作详细说明。

第一种实施方式：

图1-2示出一种具有冷却系统的无油空压机，图中a表示输气管，包括储气罐1，储气罐1上端固定连接有承载台2，承载台2上端还固定连接有曲轴活塞组件5，承载台2上安装有电机3，电机3通过皮带轮组件与曲轴活塞组件5的转动轴连接，曲轴活塞组件5的转动轴远离曲轴活塞组件5的一端安装有散热风扇4，散热风扇4的出风端正对曲轴活塞组件5，曲轴活塞组件5左右两斜面端分别固定连接有一级压缩舱61和二级压缩舱62，一级压缩舱61和二级压缩舱62之间以及二级压缩舱62和储气罐1之间均固定连接有输气管，一级压缩舱61上设置有进气口，一级压缩舱61和二级压缩舱62外端均固定连接有多个散热铝片801；

如图3-4，图中b表示导液管，承载台2上端设有冷却系统8，冷却系统8包括固定连接在承载台2上端的冷却水箱81、多个分别嵌设在相邻两个环状的散热铝片801之间的降温水环82以及固定连接在相邻两个降温水环82之间的换液支管83，如图5，图中c表示缺口，环状的降温水环82上开凿有缺口，换液支管83贯穿缺口，一级压缩舱61和二级压缩舱62与冷却水箱81上均连接有导液管；在本无油空压机工作时，可向降温水环82内充入冷却水，使其可快速吸附一级压缩舱61或二级压缩舱62内因压缩空气而产生的热量，通过冷却水在降温水环82内循环，可实现热量的快速外排，有效保证本无油空压机对空气的高效压缩。

冷却水箱81内盛放有冷却水，冷却水箱81上端还固定连接有两个管口，两个管口通过带有水泵的管道与外界相通，通过两个管口实现冷却水在冷却水箱81内循环。

降温水环82为弹性密封结构，换液支管83为硬质定型结构，冷却水箱81内安装有液位传感器。

当需要向降温水环82内排液时，可以通过其中一个管口将冷却水箱81内冷却水排出使其液位下降，液位传感器可检测冷却水箱81内液位变化，当液位低于导液管在冷却水箱81内的端部时，停止冷却水的排出，此时降温水环82内吸附了压缩空气热量的冷却水依次下落排出到冷却水箱81内，实现冷却水的排出，当需要向降温水环82内充液时，通过水泵以及管口向冷却水箱81内泵入冷却水，使液面上升直至冷却水箱81饱和，当其饱和后冷却水从下而上逐渐向多个降温水环82内蔓延，使降温水环82膨胀并与一级压缩舱61或二级压缩舱62表面以及环形散热铝片801表面充分接触，实现大面积的快速吸热，通过不断重复上述两个过程，可实现冷却水在一级压缩舱61或二级压缩舱62表面的循环，大幅度提高冷却效率。

在上述具有冷却系统的无油空压机中，通过冷却系统8的设置，可在一级压缩舱61和二级压缩舱62外形成循环的水冷却，配合现有技术中的风冷或空气冷却的方式，大幅度提高冷却效率，使受到压缩时空气的温度不易过高，进而有效保证空气压缩效率。

第二种实施方式：

本实施方式中，不设置液位传感器，同时新增以下内容，使多个降温水环82内冷却水的循环不依靠额外的力，可利用压缩空气自身的压力实现。

具体的，图6-7示出，降温水环82包括朝向外侧的外弧环层821以及固定连接在外弧环层821上下边缘之间的内气变环层822，内气变环层822与一级压缩舱61外表面相互贴附，且冷却水通过导液管进入降温水环82内并饱和。

外弧环层821为硬质结构，且外弧环层821的最小内径小于环形散热铝片801的内径，使充入冷却水时，降温水环82不易整体形变，其硬质可有效维持降温水环82在相邻两个环状散热铝片801之间的稳定性，内气变环层822为弹性密封结构，如图8，使内气变环层822在冷却水挤压下形变并与一级压缩舱61或二级压缩舱62表面充分接触，使吸热效率更好。

值得注意的是，外弧环层821的截面形状不做具体限制，以能与相邻的散热铝片801充分接触为标准，可为矩形、椭圆形或多边形，具体形状根据具体需要选择性设置。

如图9，一级压缩舱61靠近进气口的外端开凿有引气口901，即引气口901位于活塞上方，一级压缩舱61外还设有引气组件，引气组件与引气口901相通，引气组件包括多个分别与多个降温水环82对应的引气环片902以及多个分别固定连接在相邻两个引气环片902之间的导气管903，导气管903为硬质定型结构，引气环片902为弹性密封结构，且引气环片902上下边缘之间的距离小于降温水环82上下边缘之间的距离，导气管903的两端分别固定贯穿对应的降温水环82，且引气口901与最上方的引气环片902相通，如图10，在一级压缩舱61或二级压缩舱62内的活塞压缩空气时，部分受到压缩的空气沿着引气口901进入到引气环片902内，并通过导气管903不断向多个引气环片902内蔓延，使其膨胀，进而挤压内气变环层822使其形变，此时降温水环82内的温度较高的冷却水被挤压至冷却水箱81内；随着曲轴转动，活塞远离引气口901时，失去挤压力，该部分压缩的空气从引气口901向一级压缩舱61或二级压缩舱62内释放，此时膨胀的内气变环层822恢复形变，冷却水箱81内相对低温的冷却水再次进入到降温水环82内，在无额外力作用下，实现冷却水的自动循环。

值得注意的是，在降温水环82内充满冷却水时，在冷却水的挤压作用下，内气变环层822和引气环片902相互接触并挤压贴附在一级压缩舱61或二级压缩舱62表面，图9中为清晰展示内气变环层822和引气环片902的关系，在绘图时，二者未接触，且未与一级压缩舱61表面接触。

另外，在此实施方式中，冷却水箱81内冷却水饱和填充，且冷却水箱81上设置一个弹性囊，当降温水环82内冷却水被挤压至冷却水箱81内时，弹性囊膨胀，可补偿冷却水箱81的空间，使挤压而出的冷却水有被容纳的空间，而失去压缩空气的挤压后，弹性囊恢复形变，又会将新的冷却水挤入至降温水环82内，实现循环。

在一定实现后，通过两个管口以及带有水泵的管道对冷却水箱81内冷却水进行整体更换即可，使一级压缩舱61或二级压缩舱62处可稳定受到相对低温的冷却水的循环降温。

综上，通过冷却系统8的设置，可在一级压缩舱61和二级压缩舱62外形成循环的水冷却，同时通过开凿引气口901，并配合引气组件的设置，可保证压缩空气不泄漏的情况下，利用压缩的空气的气压使引气组件呈现呼吸式的膨胀-复位过程，进而可在无额外外力作用下，实现冷却水在降温水环82内的循环，可快速带走压缩空气携带的热量，配合现有技术中的风冷或空气冷却的方式，可大幅度提高冷却效率，使受到压缩时空气的温度不易过高，进而有效保证空气压缩效率。

结合当前实际需求，本申请采用的上述实施方式，保护范围并不局限于此，在本领域技术人员所具备的知识范围内，不脱离本申请构思作出的各种变化，仍落在本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种具有冷却系统的无油空压机，其特征在于：包括储气罐（1），所述储气罐（1）上端固定连接有承载台（2），所述承载台（2）上安装有电机（3），所述承载台（2）上端还固定连接有曲轴活塞组件（5），所述电机（3）通过皮带轮组件与曲轴活塞组件（5）的转动轴连接，所述曲轴活塞组件（5）的转动轴远离曲轴活塞组件（5）的一端安装有散热风扇（4），所述散热风扇（4）的出风端正对曲轴活塞组件（5），所述曲轴活塞组件（5）左右两斜面端分别固定连接有一级压缩舱（61）和二级压缩舱（62），所述一级压缩舱（61）和二级压缩舱（62）之间以及二级压缩舱（62）和储气罐（1）之间均固定连接有输气管，所述一级压缩舱（61）上设置有进气口，所述一级压缩舱（61）和二级压缩舱（62）外端均固定连接有多个散热铝片（801），所述承载台（2）上端设有冷却系统（8），所述冷却系统（8）包括固定连接在承载台（2）上端的冷却水箱（81）、多个分别嵌设在相邻两个环状的散热铝片（801）之间的降温水环（82）以及固定连接在相邻两个降温水环（82）之间的换液支管（83），环状的所述降温水环（82）上开凿有缺口，所述换液支管（83）贯穿缺口，所述一级压缩舱（61）和二级压缩舱（62）与冷却水箱（81）上均连接有导液管；

所述冷却水箱（81）内盛放有冷却水，所述冷却水箱（81）上端还固定连接有两个管口，两个所述管口通过带有水泵的管道与外界相通，通过两个所述管口实现冷却水在冷却水箱（81）内循环；

所述降温水环（82）包括朝向外侧的外弧环层（821）以及固定连接在外弧环层（821）上下边缘之间的内气变环层（822），所述内气变环层（822）与一级压缩舱（61）外表面相互贴附，且冷却水通过导液管进入降温水环（82）内并饱和，所述一级压缩舱（61）靠近进气口的外端开凿有引气口（901），所述一级压缩舱（61）外还设有引气组件，所述引气组件与引气口（901）相通，所述引气组件包括多个分别与多个降温水环（82）对应的引气环片（902）以及多个分别固定连接在相邻两个引气环片（902）之间的导气管（903），所述导气管（903）的两端分别固定贯穿对应的降温水环（82），且引气口（901）与最上方的引气环片（902）相通；

所述导气管（903）为硬质定型结构，所述引气环片（902）为弹性密封结构，且引气环片（902）上下边缘之间的距离小于降温水环（82）上下边缘之间的距离。

2.根据权利要求1所述的一种具有冷却系统的无油空压机，其特征在于：所述降温水环（82）为弹性密封结构，所述换液支管（83）为硬质定型结构，所述冷却水箱（81）内安装有液位传感器。

3.根据权利要求1所述的一种具有冷却系统的无油空压机，其特征在于：所述外弧环层（821）为硬质结构，所述内气变环层（822）为弹性密封结构。